CN109913858A - 化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法。该化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法包括：降低非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度比例；以及选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层的关键参数，使得所述高速沉积非晶硅层均匀性较佳；所述非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度比例小于70％。应用本发明化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性改善方法改善非晶硅镀膜均匀性后，机台间差异变小，且整体随时间及机台变化较小，镀膜稳定，对产品特性及品质稳定有较大帮助。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法。
背景技术
平板显示装置具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有的平板显示装置主要包括液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)及有机电致发光显示装置(Organic Light Emitting Display，OLED)等。
薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)是平板显示装置的重要组成部分，可形成在玻璃基板或塑料基板上，通常作为开关器件和驱动器件用在诸如LCD、OLED上。
按照TFT内半导体材料的不同，TFT通常可分成非晶硅(AS)半导体TFT、多晶硅半导体TFT、及氧化物半导体TFT。非晶硅在目前的半导体行业中应用最为广泛，非晶硅半导体TFT具有制程简单、成本低、易于进行大面积制程等优点，因此，平板显示装置采用非晶硅半导体TFT最为普遍。
现有技术中一般采用化学气相沉积(CVD)方法来制备非晶硅镀膜，例如热丝化学气相沉积方法、等离子体增强化学气相沉积方法，也就是在一定压力、温度条件下输入高频电压使气体源电离形成等离子体，在基板表面发生气相化学反应，制得非晶硅镀膜。
目前现行的非晶硅镀膜配方(Recipe)内，高速沉积非晶硅(AH，High DepositionAmorphous Silicon)层膜厚占非晶硅镀膜膜厚70％以上，对非晶硅镀膜均匀性(Uniformity)影响最大，且对高速沉积非晶硅镀膜配方进行测试发现，影响其镀膜特性的主要是功率(Power)/电极间距(Spacing)/压力(Pressure)/气流(Gas Flow)/温度(Temperature)等，其中功率/压力/气流/温度均可侦测，而电极间距受上下电极局部平坦度及加工手法影响，会出现局部差异，此差异会影响高速沉积非晶硅镀膜的均匀性表现。
化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性变化(Range)较大，对产品制程稳定性有较大影响，为优化产品品质，提升产品制程范围(Margin)，需要优化化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，稳定产品性能，增大制程范围，提高产品品质。
为实现上述目的，本发明提供了一种化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，包括：
控制非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度比例，使其小于70％；以及
选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层的功率、电极间距和/或者压力，使得所述高速沉积非晶硅层均匀性较佳。
其中，选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层的功率、电极间距和/或者压力的过程包括：针对高速沉积非晶硅层配方内功率、电极间距和压力进行实验设计，建立化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层均匀性与功率、电极间距和压力的关联模型，并在此模型帮助下选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层均匀性最佳的功率、电极间距和/或压力。
其中，化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层时功率为11000～13000瓦。
其中，化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层时压力为2000～2500毫托。
其中，化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层时电极间距为750～850密尔。
其中，所述功率为12000瓦。
其中，所述压力为2250毫托。
其中，所述电极间距为800密尔。
综上，应用本发明化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性改善方法改善非晶硅镀膜均匀性后，机台间差异变小，且整体随时间及机台变化较小，镀膜稳定，对产品特性及品质稳定有较大帮助。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法一较佳实施例中调节非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度的示意图。
具体实施方式
一方面，本发明所提供的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法降低了非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度比例。参见图1，其为本发明化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法一较佳实施例中调节非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度的示意图，图1中左侧为一种现有非晶硅镀膜结构示意图，图1中右侧为按照本发明调节非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度后的非晶硅镀膜结构示意图。调节前的非晶硅镀膜主要包括由下至上层叠的低速沉积非晶硅(AL，Low Deposition AmorphousSilicon)层10、高速沉积非晶硅层20及离子注入层30，其中高速沉积非晶硅层20占非晶硅镀膜结构的厚度比例超过70％；调节后的非晶硅镀膜主要包括由下至上层叠的低速沉积非晶硅层10、高速沉积非晶硅层21及离子注入层30，其中高速沉积非晶硅层21占非晶硅镀膜结构的厚度比例小于70％，例如可以为50％左右。
由图1可知，调节前后非晶硅镀膜的主要结构并未改变，但是高速沉积非晶硅层的厚度发生了改变，也就是本发明针对现行非晶硅镀膜膜层结构进行调整，通过降低非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度比例降低非晶硅镀膜膜厚(主要为降低其中高速沉积非晶硅层膜厚)，由于高速沉积非晶硅层对非晶硅镀膜均匀性影响最大，本发明通过降低非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度比例来改善非晶硅镀膜均匀性。
另一方面，本发明所提供的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法通过选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层的关键参数，使得所述高速沉积非晶硅层均匀性较佳。本发明针对高速沉积非晶硅层配方内关键参数功率/电极间距/压力进行实验设计(DOE)，建立化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层均匀性与功率/电极间距/压力的关联模型，并在此模型帮助下选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层均匀性最佳的功率/电极间距/压力参数，得到的结果是功率在11000～13000瓦(w)，压力在2000～2500毫托(mTorr)，电极间距在750～850密尔(mil)时，高速沉积非晶硅层均匀性表现最好。进一步，所述功率可以为12000瓦；所述压力可以为2250毫托；所述电极间距可以为800密尔。
本发明通过调整化学气相沉积高速沉积非晶硅层的关键制程参数，降低化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性对电极间距变化的敏感度，使其随电极间距变化的幅度降低。
如下表一展示了不同机台型号在不同生产条件下制得高速沉积非晶硅层的均匀性。机台型号包括223、224、C22、C24、C21及C25等型号，以最优条件时均匀性为例，此时不同机台得到的高速沉积非晶硅层的均匀性分别为7.00％、6.10％、6.10％、6.30％、4.10％及8.20％；最优条件时的制程参数可以设定为功率在11000～13000瓦，压力在2000～2500毫托，电极间距在750～850密尔。
由表一可知，选定产线上非晶硅镀膜均匀性差异较大的机台，以最优条件进行镀膜并确认均匀性，可见最优条件在不同机台上的非晶硅镀膜均匀性较好，且不同机台间差异也较小，也就是说最优条件可弥补不同机台间硬件的差异，尤其是上下电极平坦度变化导致的电极间距差异；另外可看出电极间距±50密尔，非晶硅镀膜均匀性变化幅度也较小。
表一
综上，应用本发明化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性改善方法改善非晶硅镀膜均匀性后，机台间差异变小，且整体随时间及机台变化较小，镀膜稳定，对产品特性及品质稳定有较大帮助。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，其特征在于，包括：
控制非晶硅镀膜结构中高速沉积非晶硅层所占厚度比例，使其小于70％；以及
选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层的功率、电极间距和/或者压力，使得所述高速沉积非晶硅层均匀性较佳。
2.如权利要求1所述的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，其特征在于，选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层的功率、电极间距和/或者压力的过程包括：针对高速沉积非晶硅层配方内功率、电极间距和压力进行实验设计，建立化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层均匀性与功率、电极间距和压力的关联模型，并在此模型帮助下选定化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层均匀性最佳的功率、电极间距和/或压力。
3.如权利要求1所述的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，其特征在于，化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层时功率为11000～13000瓦。
4.如权利要求1所述的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，其特征在于，化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层时压力为2000～2500毫托。
5.如权利要求1所述的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，其特征在于，化学气相沉积制备高速沉积非晶硅层时电极间距为750～850密尔。
6.如权利要求3所述的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，其特征在于，所述功率为12000瓦。
7.如权利要求4所述的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，其特征在于，所述压力为2250毫托。
8.如权利要求5所述的化学气相沉积非晶硅镀膜均匀性的改善方法，其特征在于，所述电极间距为800密尔。
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